有機肥氮替代部分化肥氮對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

陳自雄，楊榮洲，張娟寧，何萬春

（定西市農(nóng)業(yè)科學研究院，甘肅 定西 743000）

馬鈴薯是糧菜兼用型作物，為解決中國糧食供給和提高人民生活水平發(fā)揮了巨大作用［1-3］。馬鈴薯作為定西地區(qū)主要的經(jīng)濟作物，種植面積穩(wěn)定在13.33萬hm2?；实拇罅客度胧褂贸蔀槟壳疤岣弋a(chǎn)量的關(guān)鍵因素，但化肥的過量使用造成土壤板結(jié)、水體污染等問題也日益突出，為實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境友好發(fā)展，合理施用化肥成為當務(wù)之急。大量的研究發(fā)現(xiàn)，有機肥和無機肥配施能提高作物產(chǎn)量及氮肥利用率［3-12］。高菊生等［3］的研究表明，有機無機肥料配施能使水稻持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。商躍鳳［13］也認為，有機無機復混肥處理的水稻產(chǎn)量最高，與化肥相比，氮肥利用率可提高7%～18%。但關(guān)于定西地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)有機無機氮肥最佳配施比例的研究鮮見報道。我們研究了有機肥氮替代部分化肥氮對馬鈴薯產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，以探討適合定西地區(qū)的有機無機氮肥配施比例，為定西馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示馬鈴薯品種為隴薯10號，由甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學研究院提供。供試有機肥為生物有機肥（含N 2.05%，含P2O51.45%，含K2O 1.48%），甘肅大行農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)?；誓蛩兀∟≥46%）由中化化肥生產(chǎn)，普通過磷酸鈣（P2O5≥12%）由淄博浩博化工有限公司生產(chǎn)，硫酸鉀（K2O≥24%）由淄博浩博化工有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗區(qū)概況

試驗設(shè)在定西市農(nóng)業(yè)科學研究院科技創(chuàng)新基地。該區(qū)海拔2 109 m，年均輻射量592.85 kJ/cm2，年均氣溫6.4℃，≥10℃積溫2 239.1℃，年均降水量415.2 mm，年蒸發(fā)量1531 mm。供試土壤含有機質(zhì)19.5 g/kg、全氮0.9 mg/kg、堿解氮87.3 mg/kg、速效磷25.1 mg/kg、速效鉀220.6 mg/kg，pH為8.0。

1.3 試驗方法

試驗隨機區(qū)組排列，共設(shè)6個處理：T1（CK）為不施肥料；T2為單施氮肥，施N180 kg/hm2；T3為10%有機肥氮替代10%化肥氮；T4為20%有機肥氮替代20%化肥氮；T5為30%有機肥氮替代30%化肥氮；T6為40%有機肥氮替代40%化肥氮。

N、P2O5、K2O質(zhì)量比為4∶3∶3。各施肥處理分別扣除有機肥N、P2O5和K2O含量后用尿素、普通過磷酸鈣和氯化鉀補充，各處理施肥量見表1。有機肥和氮、磷、鉀肥作基肥一次性施入。3次重復，小區(qū)面積25 m2。馬鈴薯于2019年4月28日播種，9月27日收獲，田間管理同大田。

表1 各處理施肥量 kg/hm2

1.4 樣品采集與分析

分別于馬鈴薯盛花期（7月20日）、塊莖膨大期（8月24日）和成熟期（9月24日）取樣，每次7株，共取樣3次，分別稱地上部、根和塊莖的鮮重。

1.5 調(diào)查測定項目

馬鈴薯苗期調(diào)查各處理出苗率。收獲時調(diào)查記載各處理的塊莖產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素及植株農(nóng)藝性狀。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2010進行統(tǒng)計匯總，并使用SPSS.19對各處理數(shù)據(jù)進行方差分析和最小顯著性檢驗（LSR法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯主要性狀及產(chǎn)量

由表2可知，施用有機肥顯著增加了馬鈴薯塊莖的產(chǎn)量，隨著有機肥用量的增加，馬鈴薯產(chǎn)量呈先增加后降低趨勢。T5產(chǎn)量達到最大，為43 818 kg/hm2，較T1（CK）增產(chǎn) 59.99%；T4、T6、T3與 T1（CK）相比，分別增產(chǎn)50.28%、45.94%、44.17%。與T2相比，增施有機肥的處理T5、T4、T6、T3分別增產(chǎn)23.54%、16.04%、12.69%、11.32%。馬鈴薯株高、莖粗也隨著有機肥用量的增加先增加后降低，均在T5時達到最大；繼續(xù)增加有機肥則馬鈴薯株高、莖粗則開始降低。增施有機肥處理T3、T4、T5、T6單株結(jié)薯數(shù)無明顯差異，但均較T1（CK）顯著增加。單株結(jié)薯重隨著有機肥用量的增加先增加后減小，T5時達到最大。與T1（CK）相比，有機肥氮替代化肥氮的處理T5、T4、T6、T3分別增產(chǎn)117.33%、72.04%、68.66%、49.08%；與T2相比，有機肥氮替代化肥氮的處理T5、T4、T6、T3分別增產(chǎn)77.14%、40.23%、37.47%、21.51%。平均單薯重量的變化和單株結(jié)薯重的變化趨勢相同。

相關(guān)分析表明，平均單薯重與塊莖產(chǎn)量間有顯著的線性相關(guān)，而單株結(jié)薯數(shù)與單株結(jié)薯重間則無顯著線性相關(guān)，表明平均單薯重的顯著下降是造成連作馬鈴薯塊莖產(chǎn)量下降的原因之一。

表2 馬鈴薯田間農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成要素及相關(guān)分析

2.2 馬鈴薯植株不同器官的干物質(zhì)量

通過表3可以看出，不同處理馬鈴薯整株干物質(zhì)量隨有機肥用量的增加先增加后降低，在T5時達到最大，為185.64 g，較T1（CK）增加88.22%。與T1（CK）相比，T4、T6、T3，分別增加75.84%、71.47%、70.65%；與T2相比，增施有機肥處理T5、T4、T6、T3分別增加60.64%、50.08%、46.35%、45.65%。根、莖、葉和塊莖干重的變化趨勢和整株干重變化相同，均在T5達到最大。馬鈴薯根冠比T1（CK）與其余處理差異顯著，其余處理間差異均不顯著。收獲指數(shù)處理間均無明顯差異，但增施有機肥的處理收獲指數(shù)均高于 T1（CK）、T2。

相關(guān)分析表明，馬鈴薯整株以及各器官的干物質(zhì)量與塊莖產(chǎn)量和單株結(jié)薯重量間均有著極顯著的線性相關(guān)，說明塊莖產(chǎn)量的增加有賴于馬鈴薯植株干物質(zhì)的足量積累。

3 小結(jié)與討論

試驗表明，在定西地區(qū)，當有機肥氮替代化肥氮的比例小于等于30%時，增施有機肥能夠增加馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、株高、莖粗、單株結(jié)薯重量和平均單薯重量，而有機肥比例大于30%時，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、株高、莖粗、單株結(jié)薯重量和平均單薯重量則開始下降。因此，在定西地區(qū)，施肥量為N 180 kg/hm2，N、P2O5、K2O 質(zhì)量比為 4∶3∶3時，有機肥氮替代化肥氮的比例為30%是最佳施肥方案。

表3 收獲后馬鈴薯植株不同器官干物質(zhì)量及相關(guān)分析

馬鈴薯施肥的數(shù)量和方式是馬鈴薯生產(chǎn)管理的關(guān)鍵。長期以來，馬鈴薯的生產(chǎn)主要以大量化學肥料為主，造成了一系列生態(tài)環(huán)境等問題。當有機肥比例大于30%時馬鈴薯產(chǎn)量及主要性狀劣變，可能與施用有機肥過多導致前期過旺生長而后期養(yǎng)分供應不足有關(guān)。